24톤급 상용 차량의 연비시험 주행모드 개발에 관한 연구

Abstract

대형 상용차량의 경우 국내 도로 조건 및 주행 패턴을 고려한 연비시험 주행 모드가 없기 때문에 반복적인 실도로 운행을 통하여 연비를 측정하고 있다. 실도로 주행은 운전자, 도로조건 및 주행 구간 등의 차이로 인해 큰 연비 차이를 보이며, 시간과 경비의 소요 또한 크다. 본 연구에서는 시간 및 경비절감뿐만 아니라 국내 도로의 주행 패턴을 고려한 대형 상용차량의 연비시험 주행 모드 개발에 그 목적이 있다. 본 연구에서 수행한 주행 모드 개발 방법은 다음과 같다. 먼저 반복 주행 시험을 통해 실도로 주행 패턴을 분석하고, 분석된 실도로 주행 패턴을 고려한 주행 모드를 생성한다. 주행 패턴 분석은 속도, 가속도, 경사도 분포와 속도-가속도 및 경사도-가속도 연동분포를 분석한다. 여러 인자들을 동시에 고려하여 모드를 만들기가 어렵기 때문에 분석된 주행 패턴으로부터 우선 속도와 가속도 분포를 고려한 속도 프로파일을 생성하고, 속도-가속도 연동 분포를 고려하여 속도 프로파일을 생성한다. 같은 방법으로 경사도 분포 및 경사도-가속도 연동 분포를 고려하여 속도 및 경사도 프로파일을 생성한다. 마지막으로 생성된 주행 모드를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 속도, 가속도 및 경사도 각각의 연동 분포뿐만 아니라 제동토크 분포와 운전성 등도 고려하여 수정·검증한 후 샤시동력계 주행 시험을 통해 최종적으로 검증한다. 본 연구에서 수행한 모드 개발 방법을 통해 생성된 주행모드를 샤시동력계에서 테스트 한 결과, 실도로 주행보다 연비가 약 3.5% 크게 측정되었다. 그 주된 원인은 샤시동력계 시험 시 기어 변속 시점의 미세한 차이에 따른 속도 처짐을 복구할 수 있는 여유구동력과 운전성을 고려하여 고부하 운전영역의 제동토크를 약 5% 정도 낮췄기 때문이다. 본 연구를 통해 시뮬레이션을 통한 주행 모드 개발 방법론을 확립하였고, 국내 주행 패턴에 맞는 대형 상용차량의 정확한 연비 측정뿐만 아니라 연비시험에 소요되는 시간 및 경비를 줄일 수 있을 것으로 기대된다.